黄晓真,卜婉萍,庄婉玉,林栋(福建中医药大学针灸学院,福建福州350122)
电针、手针长强穴对FMR1基因敲除小鼠学习记忆能力的影响
黄晓真,卜婉萍,庄婉玉,林栋
(福建中医药大学针灸学院,福建福州350122)
目的观察电针、手针长强穴对FMR1基因敲除小鼠学习记忆能力的影响。方法用Morris水迷宫实验测试电针、手针长强穴对FMR1基因敲除小鼠的学习记忆功能。结果①空间航行实验,手针组比电针组差异具有统计学意义(P<0.05);②空间搜索实验,各象限无明显差异,FMR1基因敲除小鼠在电针干预后,在2、3象限停留的时间比其它2个象限长。结论手针长强穴能提高FMR1基因敲除小鼠的学习和记忆能力。
FMR1基因敲除小鼠;水迷宫实验;学习能力;记忆能力;长强穴;电针;手针
脆性X综合征(Fragile X syndrome,FXS)是一种由于单基因突变所导致的精神发育迟滞,具有明显的遗传倾向,其机制主要是X染色体上的CGG突变导致FXS发病,CGG突变使得脆性X智力低下蛋白(fragile X Mental Retardation protein,FMRP)的表达减少或者缺失。FMR1基因敲除小鼠模型是靶向破坏正常小鼠的FMR1基因,使其不能表达FMRP,这种模型小鼠与FRX患者有很多相似特征,如空间学习记忆障碍、树突棘异常等,这主要是与FMRP基因缺失导致的发育异常有关。目前针灸临床中多采取督脉相关穴位治疗中枢神经系统退行性病变或者是神经功能发育障碍类疾病[1-3]。我们采用水迷宫实验对电针、手针长强穴的FMR1基因敲除小鼠进行观察,为开展脑发育及老化研究提供行为学实验依据。
1.1 实验动物5对SPF级性成熟FMR1基因敲除型(knockout,KO)纯合子(-/-)近交系小鼠,FMR1基因敲除小鼠是荷兰伊拉斯塔大学细胞生物学及遗传学研究中心Oostra BA教授、美国贝勒医学院人类遗传学及分子生物学研究部门David L.Nelson博士惠赠,福建中医药大学实验动物中心饲养繁殖,按SPF环境喂养,12 h明暗循环,自由饮食、饮水。经基因鉴定后,选取KO小鼠进行实验。选择28日龄FMR1基因敲除小鼠18只,分为空白组、手针组、电针组,每组6只。
1.2 实验仪器MT-200Morris水迷宫仪器(中国医学科学院药物研究所)。
1.3 水迷宫实验基因鉴定成功后,选择28日龄FMR1基因敲除小鼠18只,在干预前后进行5 d的水迷宫实验。水迷宫是1个由不锈钢喷塑圆柱形水池图像采集分析系统组成的,水池长120 cm,宽60 cm,平台高度30 cm(直径10 cm),平台低于水面1 cm,按东西南北将水池划分为1、2、3、4个象限,象限池壁圆弧中点为动物入水点,水温(22±5)℃。迷宫上方安置带有显示系统的摄像机,计算机自动跟踪并记录小鼠游泳轨迹,实验期间迷宫外参照物保持不变。
1.3.1 定位航行实验1~4天:平台固定于第3象限中心,水面下1.5 cm。实验物品及人员位置固定作为小鼠空间参照物。小鼠表面贴3 cm×3 cm的白色小胶布,连续训练4 d,每日1次,每次从1、2、3、4不同象限入水点将小鼠面向池壁放入水中,检测90 s,台上停留超过3 s视为寻台成功。每次测试前将动物放置台上适应15 s,测试完毕无论寻台是否成功均将其放在台上10 s。记录小鼠从不同象限的不同点入水至找到平台的时间,即逃避到平台时间。如果小鼠在90 s内未找到平台者,其逃避潜伏期按90 s计算,用逃避潜伏期评价动物空间学习能力。
1.3.2 空间搜索实验第5天撤去平台,从隐藏平台所在的第3象限为入水点。记录90 s内小鼠的穿越平台次数、目标象限路程、时间,评估动物空间记忆能力。
实验结果见表1、表2。
表1提示干预后各组的FMR1基因敲除小鼠第1次穿越平台时间比较,手针组与电针组比较具有显著性差异(P<0.05),且手针组较电针组较早完成第1次平台的穿越。干预前各组的第1次穿越时间比较,差异无统计学意义,但存在手针组较电针组完成第1次穿越平台的时间早的趋势。表2提示各象限间无明显差异(P>0.05),但FMR1基因敲除小鼠在电针干预后,在2、3象限停留的时间明显比其它2个象限长,超过总时间的25%。
表1 干预前后FMR1基因敲除小鼠第1次穿越平台时间s
表1 干预前后FMR1基因敲除小鼠第1次穿越平台时间s
注:与电针组比较,1)P<0.05。
分组手针组电针组空白组干预后第1次穿越平台时间9.877081)22.76975 17.66158小鼠/只6 6 6干预前第1次穿越平台时间22.53671 26.00188 24.00875
本实验用Morris水迷宫实验对18只适龄FMR1基因敲除小鼠在电针、手针干预前后的学习记忆能力进行观察,结果发现手针长强穴后,FMR1基因敲除小鼠获取隐藏平台位置的速度明显比电针干预组、空白干预组快,这一结果提示手针长强穴后FMR1基因敲除小鼠利用水迷宫外周参照物获取利用平台相关信息的能力比电针干预组、空白干预组强,即手针长强穴能提高FMR1基因敲除小鼠的学习能力,这与以往的实验结论一致[4]。实验结果提示FMR1基因敲除小鼠存在一定的记忆障碍,空间搜索实验结果虽然没有显著差异性,但FMR1基因敲除小鼠在电针干预后,在2、3象限探索的时间明显比其它2个象限长,超过总时间的25%,说明针刺干预对FMR1基因敲除小鼠的学习记忆有影响,手针长强穴能改善FMR1基因敲除小鼠学习能力。
表2 小鼠4个象限空间搜索情况
表2 小鼠4个象限空间搜索情况
电针干预前19.35333 34.10667 24.27833 12.20667象限1 2 3 4手针干预前24.80500 26.83333 21.19667 17.05333空白干预前24.21667 26.89667 21.36333 17.41333电针干预后13.61833 37.02500 32.39833 6.833333手针干预后18.30333 38.01000 25.29833 7.886667空白干预后23.43333 24.22500 26.21667 16.00667
[1]林栋,吴强.针灸对精神发育迟滞的作用机制研究进展[J].福建中医药大学学报,2011,21(2):66-69.
[2]林栋,吴强.针灸治疗精神发育迟滞的现代研究及古籍记载的相关性探讨[J].辽宁中医杂志,2011,38(9):1915-1240.
[3]韩平,王振宇,林栋,等.浅谈针刺长强穴改善儿童智力残疾[J].中华中医药杂志,2011,26(5):1238-1240.
[4]孙卫文,黄越玲,张维雯,等.30日龄Fmr1基因敲除小鼠的水迷宫实验观察[J].解剖学研究,2011,17(1):1-4.
R224
A
1000-338X(2017)01-0028-02
2016-11-30
国家自然科学基金资助课题(81273672)
黄晓真(1989—),女,2014级针灸推拿专业硕士研究生,主要从事针灸研究。
林栋(1977—),男,副教授。E-mail:bluelikel@sina.com